[发明专利]一种钢筋全角度锈蚀特征参数的测定装置和分析方法

权利要求书

1.一种钢筋全角度锈蚀特征参数的测定装置，包括底座、钢筋固定装置、钢筋驱动装置、调节支架以及数码相机，其特征在于，所述钢筋固定装置由支座、滑杆、移动轴承、固定轴承和橡胶圈组成，支座固定在底座上，滑杆固定在支座上、移动轴承和固定轴承安装在滑杆上、橡胶圈安装在移动轴承和固定轴承的座孔内，通过钢筋固定装置固定不同长度和直径的钢筋，所述钢筋驱动装置由步进电机和联轴器组成，步进电机固定在底座上，联轴器一端连接步进电机的转轴，另一端连接固定轴承，通过钢筋驱动装置带动钢筋转动，调节支架固定在底座上，调节支架的水平导杆安装在调节支架的立杆上，数码相机安装在调节支架的水平导杆上，通过调节支架调整数码相机的上下左右位置，连续获取钢筋转动不同角度后的锈蚀形态图像。

2.根据权利要求1所述的钢筋全角度锈蚀特征参数的测定装置，其特征在于，所述底座的拍摄面为白色漫反射材料。

3.根据权利要求1所述的钢筋全角度锈蚀特征参数的测定装置，其特征在于，所述移动轴承可以在滑杆上左右移动，移动轴承到固定轴承的可调节距离为0～500mm。

4.根据权利要求1所述的钢筋全角度锈蚀特征参数的测定装置，其特征在于，所述橡胶圈的外径大小与移动轴承和固定轴承的座孔内径大小相等，橡胶圈的内径可调节范围为6～25mm。

5.根据权利要求1所述的钢筋全角度锈蚀特征参数的测定装置，其特征在于，所述步进电机的转轴与钢筋在同一直线上，步进电机根据预定的角度带动钢筋作等角度转动，步进电机预定角度为0.9°的整数倍。

6.根据权利要求1所述的钢筋全角度锈蚀特征参数的测定装置，其特征在于：所述调节支架的立杆有间距为30mm的调节孔，可以调整数码相机的上下移动，数码相机到钢筋表面的距离可调节为60mm、90mm、120mm和150mm，调节支架的水平导杆可以调整数码相机的左右移动，数码相机到水平导杆任意端部的可调节距离为0～600mm。

7.一种钢筋全角度锈蚀特征参数的分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.1对钢筋的全角度锈蚀形态图像进行二值化处理：利用图像处理技术，分别对旋转角度为α_i＝iΔα(i＝0,1,2,...,n，n为旋转总次数，Δα为单次旋转角度)时的钢筋锈蚀形态图像进行二值化处理；

7.2获取钢筋全角度锈蚀轮廓的上下边缘线到轴线的距离：分别基于旋转角度为α_i(i＝0,1,2,...,n)时二值化处理后的钢筋锈蚀形态图像，从钢筋左端开始沿钢筋长度方向等间距选取m个控制截面，截面间距为Δz，依次确定第k(k＝1,2,3,...,m)个控制截面锈蚀钢筋轮廓的上边缘线到轴线的距离r_i^k和下边缘线到轴线的距离

rik=r0pikp0;rn+1+ik=r0pn+1+ikp0]]>

式中，r₀为未锈蚀钢筋的半径；p₀为钢筋端部未锈蚀对比段轮廓的上边缘线到轴线之间的像素值；和分别表示旋转角度为α_i时第k个控制截面锈蚀钢筋轮廓的上边缘线和下边缘线到轴线之间的像素值；

7.3计算钢筋的锈蚀特征参数，包括最大锈蚀深度、最大截面锈蚀率和质量锈蚀率：基于钢筋全角度锈蚀轮廓的上下边缘线到轴线的距离r_i^k和及其分别对应的角度α_i和α_n+1+i，分别计算最大锈蚀深度η_d,max、最大截面锈蚀率η_s,max和质量锈蚀率η_m：

ηd,max=r0-rmin;ηs,max=S0-SminS0;ηm=1-1l0S0Σk=1mSkΔzk]]>

式中，r₀为未锈蚀钢筋的半径；r_min为r_i^k和(i＝0,1,2,...,n；k＝1,2,3,...,m)的最小值；S₀为未锈蚀钢筋的截面积；S_min为锈蚀钢筋的剩余截面积S_k(k＝1,2,3,...,m)的最小值；S_k为锈蚀钢筋的剩余截面积；l₀为钢筋的长度；Δz_k为第k个和第k+1个控制截面之间的间距；n为旋转总次数；m为控制截面总数。